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摘 要

随着我国城市化进程的不断加快，城市人口急剧增加，私家车与公共车数量也呈爆炸性增长。然而与当前发展现状迥然不同的是，公共设施的建设并没有得到足够的重视。当前城市的交通设施已经无法满足日益增长的人口与车辆的使用，于是智能交通灯控制系统应运而生。可编程控制器（PLC）的小型化、较高的可靠性与日趋完善且多样化的功能，使得可编程控制器在现代工业中得到了相当广泛的应用。采用了可编程控制器的智能交通灯控制系统更高效且更加可靠，无论是复杂的十字路口通行状况还是恶劣的自然环境，仍能够较为稳定的工作。

本文在采用可编程控制器的基础上，通过分析当前我国城市交通所面临的问题，提出了一个较为成熟的控制方案。本文的设计思路是通过采用电磁感应线圈来检测道路上的车流量后上传至PLC后自动调节车辆的通行时间。采用这种自适应的控制方法将会节省大量的时间与能源，使得城市的运作更加的高效。

关键词：智能交通灯；可编程控制器；车流量；自适应

PLC-based Intelligent Traffic Light Control System Design

Abstract

With the accelerating process of urbanization in China, the urban population has increased dramatically, and the number of private cars and public vehicles has also shown explosive growth. However, unlike the current development status, the construction of public facilities has not received enough attention. The current urban transport facilities can no longer meet the growing population and use of vehicles, so intelligent traffic light control systems came into being. The miniaturization, higher reliability, and increasingly sophisticated and diversified functions of programmable logic controllers (PLCs) have made programmable logic controllers widely used in modern industry. The intelligent traffic light control system using a programmable controller is more efficient and reliable, and it can still work stably regardless of the crossroad traffic conditions or the harsh natural environment.

Based on the adoption of programmable controllers, this paper proposes a more mature control scheme by analyzing the problems faced by urban traffic in China. The design idea of this paper is to use the electromagnetic induction coil to detect the traffic volume on the road and then automatically adjust the transit time of the vehicle after uploading to the PLC. Using this adaptive control method will save a lot of time and energy, making the city more efficient.

Keywords: Intelligent traffic lights；PLC；Vehicle fiow number；Adaptive

目 录

基于PLC的智能交通灯控制系统设计 I

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 城市交通的现状 1

1.2 智能交通的国内外发展情况 1

1.3 论文的研究思路 1

1.4 设计的主要内容 2

第二章 PLC简介 3

2.1 S7-200PLC的概述 3

2.2 PLC的特点 3

2.3 PLC的分类 3

2.3.1 根据控制规模分类 3

2.3.2 根据结构形式分类 4

2.4 S7-200PLC硬件系统基本构成 5

2.5 CPU模块 6

2.6 输入/输出单元 6

2.7 电源模块 7

2.8 I/O扩展模块 7

2.9 PLC的其他设备 7

第三章 交通灯控制系统的主要部件 8

3.1 电感式传感器 8

3.1.1 电感式传感器的工作原理 8

3.1.2 车辆通行检测原理 9

3.1.3 传感器的安装 10

3.1.4 转换通行时间 12

3.2 触摸屏设计 12

3.3 交通系统显示器设计 14

第四章 交通灯外部设备设计 15

4.1 交通灯控制柜 15

4.2 控制柜设计要求 15

4.3 交通灯控制柜布置设计 15

4.4 交通灯控制柜内部接线设计 16

4.5 控制柜图纸汇总 17

第五章 智能交通灯控制系统实现方法 18

5.1 交通灯控制要求 18

5.1.1 正常循环通行模式 18

5.1.2 急车强通模式 22

5.1.3 夜间通行模式 23

5.2 PLC控制系统构成 23

5.3 I/O接线图 24

5.4 I/O分配表 25

5.5 设计采用的主要功能介绍 25

5.6 程序与图纸 26

第六章 交通灯控制系统的仿真 27

6.1 S1模式仿真 27

6.2 急车强通模式仿真 29

6.3 夜间模式仿真 29

第七章 总结 30

谢 辞 31

参考文献（References） 32

附 录 33

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